碳纖維製造的演進：帶材寬度為何曾是纖維纏繞的關鍵

本文寫於 2025 年 2 月，談的是 Venn 於 2015 年開創的纖維纏繞製程。現今的輪框請見可量測的品質。

在高性能碳纖維複合材料的世界裡，細節決定一切。其中一項關鍵細節，就是纖維纏繞製程所用預浸碳纖維帶的寬度。在 VENN，我們改用 1k 預浸絲束（含 1,000 根碳纖維的帶材），是製程上的一大進步，但也帶來了相應的挑戰與取捨。

認識纖維纏繞中的帶材寬度

傳統纖維纏繞通常使用含 3k、6k 甚至 12k 纖維的較寬帶材。這些寬帶材生產較快、材料成本較低，這也是它們在業界如此普遍的原因。然而，為了追求完美的表面與最佳的結構性能，我們開始探索更窄的帶材。

1k 預浸絲束的優勢

更卓越的表面品質

較窄的 1k 帶材讓纖維鋪放更精準，也能更好地控制纖維結構。這就像用更細的畫筆作畫，能畫出更多細節、更加精準。這份精準直接反映在更卓越的表面品質上，讓我們無需以透明漆遮掩瑕疵，就能達到招牌的 Class-A 表面處理。

更佳的透氣性

固化過程中，樹脂會釋出少量氣體。使用較寬的帶材時，這些氣體可能被困住，形成孔隙或表面瑕疵。1k 預浸絲束在帶材層之間形成天然的微通道，讓氣體更有效地逸出，帶來更均勻的結構與更好的壓實效果。

更好的纖維體積控制

較窄的帶材能更好地控制輪框關鍵部位的纖維體積。這份精準讓我們能同時針對強度與重量最佳化結構，確保每一克材料都物盡其用。

挑戰

生產複雜度

使用 1k 預浸絲束會大幅增加生產時間。纏繞時必須鋪放更多道次才能覆蓋相同面積，張力與定位都需要極為精準的控制，因此需要更精密的纏繞設備與控制系統。

成本影響

較窄的帶材通常材料成本較高，不只是基材本身，製造時所需的預浸工序也更複雜。此外，較慢的生產速度也會增加製造成本。

品質管制的要求

使用較窄的帶材，需要更嚴格的品質管制措施。張力或定位的任何些微差異，在成品上都會更加明顯，因此製程必須格外精準。

模具表面的挑戰

要達到 Class-A 表面處理，最關鍵的環節之一就在模具本身。即使纖維鋪放完美，只要模具表面並非絕對無瑕，成品也不會無瑕。因此我們探索了多種表面精修技術：

微拋光

傳統機械拋光能達到的表面精度有限。為了達到無透明漆表面處理所需的表面品質，我們必須開發專門的微拋光技術，在近乎微觀的尺度上加工。

電鍍

在某些情況下，即使是進階拋光也不夠。我們試驗過在模具表面電鍍，這能帶來格外光滑且極為耐用的表面，不過這道工序也會增加模具製作的複雜度與成本。

展望未來

改用 1k 預浸絲束，是對品質與性能的重大投資。雖然帶來一些挑戰，但我們相信，這些優勢（尤其是表面品質與結構最佳化）值得我們付出額外的複雜度與成本。隨著製造技術持續演進，我們預期這項製程還會進一步精進，並可能帶來更好的成果。

對我們的客戶而言，這代表收到的產品不僅有最高水準的表現，更展現完美碳纖維製造工藝之美。我們輪框的無透明漆 Class-A 表面處理不只關乎美感，更見證了製程的精準，以及我們不斷突破碳纖維技術極限的決心。

對於製造效率與極致產品品質之間的取捨，您有什麼看法？我們一向樂於聽取業界專業人士，以及欣賞碳纖維製造技術面的愛好者的觀點。